大口径长输管道施工连头技术

大口径长输管道施工连头技术

陈进

大庆油田工程建设有限公司国际工程事业部    黑龙江省大庆市 163000

摘要：经济的高效发展促使能源的增量需求增加，因此推进了西气东输管道增输工程建设，而大口径管道连头作业是长输管道施工质量保证的关键条件，直接影响管道运输整体的安全性运行。在大口径管道施工中，连头的作业受到环境、地形及管道状态等外部因素影响较大，施工材料、焊接等技术也是影响连头施工质量的重要因素，是影响管道运输的重要施工环节，对长输管道的施工正常运转具有重大的影响。基于此，针对连头技术进行分析，阐述其存在的问题并提出举措。

关键词：大口径；长输管道；施工；连头技术

引言：

在大口径的长输管道工程中，连头施工是一项具有较高的技术含量、受多因素制约的重要施工环节。在连头作业中具有较多问题存在影响整体管道的施工质量和效果，其中连头焊口作为关键工序，要做好严格的管口组对质量、焊接跟进、焊口严格达标，避免二次焊工，同时需要注意施工过程中的安全方位防护，减少灾祸事故发生。

一、大口径油气长输管道连头技术的施工要点

（一）大口径长输管道的精准测量与管线切割

1.精准测量是针对进出站的主管道和新建大口径管道，两者之前的平行度、高差、间距含连头使用的弯头管等多方位精细准确的测量，保证数据的准确性对连头短节的长度进行计算，特别注意大口径的测量对比小口径，需要根据直管段、弯头或冷弯管等测距点数量不同，结合实际的管道情况开展详细的测量工作，保障数据的测量的准确性，测量途径主要是，测量出站管线的平整度，确认内应力的大小，该数据用于反变形计算；运用经纬仪测量出站管线和新建管线之间的高差情况和中心距离；对弯头的实际角度测量，主要利用配对弯头、管道线之间的距离和高差情况，模拟出弯头之间的中心距离。

2.大口径管线的下料切割，首先坐在下料时要重视温度变化的影响，早晚温度不同，管道的膨胀收缩性不同，根据下料时间做温度预估保障管料的长短合适，避免焊口因间隙问题无法施工。

（二）连头施工中管道的组对连接

管道的组队连接包含多种情况，首先针对搭接口的连接，确定管道线最后的连接口，另一端口进行延伸连接，在搭管过程中，保持水平状态的切割，对切割管进行降温回缩，结合外对口器卡扣并焊接固定；然后是通过管道弯点的连接，遇见特殊天气情况下，管道无法及时下料，管道具有一定长短的变化，可结合弯点开展调整组对。

（三）连头施工中的坡口角度

管道的主体进行焊接的时候，坡口角度的标准一般是V型60°上下5°的浮动幅度，连头施工的管道坡口主要是人工进行切割，坡口角度很难达到标准要求，且大口径管道的管壁比较厚，在人工切割中坡口角度小，温度变高易导致管道膨胀焊接预留点缝隙直接挤掉，无法正常焊接，因此需要通过打磨坡口角度，但易造成直口影响根焊的焊接质量，避免打磨直口出现，大口径管道七个需要在组对前对坡口角度结合实际情况进行改变，为管道工的修磨预留可施工空间，保障根焊的焊接质量。

三、施工连头技术过程中连头焊口常见的问题

（一）未融合及未焊透。

未融合主要是焊接时，焊道与相关连接管没完全熔化形成的不合格焊接情况；未焊透一般表现在根部没有完全融合，且减少了焊道的有效截面效果，对焊道形成较大的危害。形成这类情况的原因主要有：一是因坡口不规范的加工，坡口角度偏小，间隙不足，焊条施工无法针对焊口的根本进行充分施工；二是在层间的清理过程中，过度的清洁造成了沟槽过生深；三是在管道组对中，连接位移严重，而焊接电流强度不足，没有让根部充分做好融合；四是焊接施工，表现在焊条、焊枪在施工时角度把握不争取，且电弧对准位置错位，焊接速度没有按要求，热量不足。

（二）气孔

在焊接的过程中，如果母材料和焊材表面具有较多的污物和杂质，电弧就容易将这些杂质因高温分解产生的气体和周边的空气一起融进了熔池里面，而熔池中熔化金属没有及时排除这些气体，在焊缝冷却后就呈现蜂窝穴的存在。这种情况主要是因为地理环境、昼夜温度变化大等造成，且气温高时易出现内凹或焊瘤，气温低时易形成气孔，焊接作业挑战大，影响连头的施工工序，且存在潜在的脱管、断管风险。

裂纹

连头焊接因为施工的强力过渡组对，焊接处的应力过大出现的冷裂纹。母材料在焊缝时V型皮口角度不够、焊接的预热温度不足、焊缝受气温环境等影响快速冷却，形成较大的应力，且焊接线的能量过强，对焊缝的拘束度有重要影响。焊道的裂纹影响管道的密封性，在油气的高速运输过程中压力较大，易出现爆管等重大安全事故。

四、连头施工关键施工环节的技术措施

（一）焊接工艺施工的搭配优化

焊接工艺的选择是连头作业中的关键因素，是焊接质量的保障，要根据不同的施工条件对焊接工艺进行精准选择，同步配合氩弧焊打底、半自动药芯辅助焊接面的补充。氩弧焊工艺施工的焊接面整体外观形象好，且具有强度大、作业时间段等特点，受限情况少可以广泛使用。在油气增输的长输管道施工中，连头的作业时间的长短决定了其危险系数的高低，因此氩弧焊工艺可以一定程度降低危险性，且其施工质量高返工量低，提升管道建设的真题施工效率。

（二）接地与置换氮气

焊接过程中产生的电流，在达到一定条件下温度变化，易导致高温火灾情况，因此连头焊接作业时要注意在施工坑内选好接地位置，设置专项的接地体，疏导电流规避电流高温火灾事故。在管道切割前还需注意到对管道内油气浓度，还需要无死角地进行惰性气体的置换，建议选用较为稳定的氮气，保障切割施工的安全性。

（三）气囊封堵和焊接技术

管道在连头施工中要确保可燃气体不发生泄漏的情况，减低火灾的发生率，其中最重要的就是严密的封堵措施，特别是大口径管道的，采用气囊封堵技术进行封堵效果最佳。焊接及时施工，需要在油面以上的位置连头焊接，注意焊接过程中的工序施工顺序，保障点焊工作正常开展。

施工复检

针对焊接工作完成后，及时结合施工环境的选择对应的位置在防腐层的表面做好清晰的标记，方便复检和问题探查。施工后定期复检，针对管线组对口暂未施工情况，做好临时封堵，防止异物进入，影响管道安全。临时封堵可以采用机械式、收缩套挡板等进行封堵。同时注意防水，避免开展沟下的焊接工作无法正常开展。

结束语

综上所述，在当前的大口径长输管道的施工过程中，连头技术的重点要关注测量、切割、组对、坡口角度等情况，在技术的实际应用中比较容易出现焊接裂纹等问题，针对连头技术的施工关键环节的重要问题分析，提出了优化技术措施希望可以助力连头作业的优化及安全性的保障，推动油气管道运输的健康发展。

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作者简介：陈进，男，1983年9月出生，本科，工程师，现就职于大庆油田工程建设有限公司国际工程事业部